多參數空氣質量快速測定儀的制作方法

專利名稱:多參數空氣質量快速測定儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種便攜式分析儀器，具體涉及一種用于快速采集及檢測空氣中多種有毒有害氣體的檢測儀器。
背景技術：
早在80年代初期國外發達國家對室內空氣質量進行了一系列研究，世界衛生組織研究表明，一些大廈的室內空氣比起戶外空氣污染要嚴重十至百倍以上，大約有2000種以上的有害物質會構成對室內空氣的污染，進入90年代以后，科學家和環境工作者以極大的熱情來廣泛關注研究解決室內空氣污染問題。自1992年以來，已有30多次以“室內空氣品質((IAQ)”為主題的國際性會議在美國召開。
經過大量的實驗研究表明，室內污染的總濃度高于室外污染濃度的2～5倍。另外，據統計現代人平均有80～90％的時間在室內度過，室內空氣質量的好壞對人們的身體健康有非常重要的影響。有鑒于此，研究不同條件下室內環境主要污染物的釋放、轉化規律，從而提出控制并減少民用建筑工程室內環境污染，改善空氣質量的方法具有重大的社會和經濟效益。
我國對室內空氣質量的研究較晚，但隨著現代化、城市化進程的加快和人民生活水平的提高，城鄉建設和國民經濟迅猛發展，各地區危舊房屋改造的加速，居民住宅樓、寫字樓、賓館、飯店不斷增多，這些新建筑物均需要裝修。然而，許多裝修人員及居民并不十分了解所用裝修材料的性能、特點及裝修裝飾后給人們帶來的諸多健康問題。如國際上稱之為的“不良健康綜合癥”(或稱之為“病態建筑綜合癥”)。目前在我國也出現了。其原因是在通風不良的情況下，在多種因素的聯合作用下所致的人群非特異癥候群，主要表現為眼、鼻、咽和皮膚的刺激癥，咳嗽胸悶、疲勞和工作效率下降，但離開工作場所和建筑物后，這些癥狀立即消失。由廠礦企業生產和室內裝修裝飾帶來的健康問題已引起黨中央和國務院的關心。中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局和建設部于2001年11月26日聯合發布了《民用建筑工程室內環境污染控制規范》(GB50325-2001)。衛生部和國家環保總局也制定了相應的《室內空氣質量標準》。為了改善廠礦企業的勞動條件，保護作業工人的健康，滿足各級衛生監督機構在監測工作中的需要，1996年12月國家發布了勞動衛生國家標準GB/6182-16250/1996和車間空氣監測檢驗方法GB/16008-16123/1995。
如何判斷廠礦企業車間和裝修后室內環境空氣是否達到衛生標準，必須用相應的衛生標準檢驗方法及質量可靠的檢測儀器進行現場監測，這樣才能提供具有法律依據的檢測數據。
對于空氣中甲醛、氨、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、一氧化碳、二氧化碳、總揮發性有機化合物(TVOC)、可吸入顆粒(PM10)、和廠礦企業生產車間及其作業場合空氣中有毒有害氣體污染物的定量檢測，國內外大都采用分光光度法和電化學方法。我國已制定了檢測上述化學品的國標方法即—分光光度法。采用電化學方法檢測上述化學品的儀器種類較少，目前尚不符合我國標準方法，檢測數據不能作為法律依據。由于電化學儀器采用“點測量”方式，一個房間必須采用多點檢測，然后計算統計結果，對不同房間不同地點檢測時，檢測結果差異很大，精密度差，不具有代表性，特別在室內存在揮發性有機物時，對測定有很大干擾。另外，電化學儀器作為消耗品的傳感器使用壽命平均為2年左右，換一個傳感器價格為整機價格的1/3左右。后期費用很高。國標分光光度法只能在具有專門知識的技術人員和有資質的實驗室條件下進行，每個檢測項目分析速度大約在3-4小時以上，由于檢測速度慢，不能滿足快速檢測。
本發明的發明多參數空氣質量快速測定儀，完全符合我國國家標準方法，克服了國標分光光度法和電化學方法的局限性，具備準確、快速、可靠、價格低等優良特點，可快速實現對上述化學品快速定量測定。迄今為止，尚未見與本發明相同的用于多參數空氣質量快速測定儀器的報導。

發明內容本發明的目的是提供一種準確、快速、采集及檢測空氣中甲醛、氨、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、硝基苯、一氧化碳、二氧化碳、總揮發性有機化合物(TVOC)、可吸入顆粒(PM10)、苯乙烯和廠礦企業生產車間及其作業場所空氣中(疊氮酸和疊氮化鈉、甲醇、二異氰酸甲苯酯、氧化鎂、二月桂酸二丁基錫、殺螟松、硝化甘油、乙胺、鄰苯二甲酸酐、肼、一甲基肼、二甲基肼、鎢、三次甲基硝基胺、鉛、汞、氧化鋅、錳、鈹、甲醇、三氧化鉻、鉻酸鹽、重鉻酸鹽、硫化氫、二氧化氮碳、氯氣、氧化氮、氰化氫和氫氰酸鹽、三氧化二砷和五氧化二砷、砷化氫、五氧化二磷、磷化氫、酚、苯胺、氯化苦、鉬、鎢和碳化鎢、五氧化二釩、鋯、氯化氫定量和鹽酸、一硝基氯苯、二硝基氯苯、吡啶、碘甲烷、光氣、樂果等)有毒有害氣體污染物的便攜式儀器。
為實現上述目的，本發明采用以下設計方案本發明的多參數空氣質量快速測定儀，在一機殼中，組裝有比色池、采樣泵、以及分別連接比色池和采樣泵的電路板和管線；所述機殼的前表面設置顯示測定結果的液晶顯示屏、顯示采樣泵氣流量的流量計、多個按鍵開關、以及用以調節采樣泵流量的管道式氣體流量調節閥；機殼側面設置有電源總開關；機殼頂端設置有比色池的通孔、采樣泵的出氣口和進氣口；機殼側邊，通過一氣泡吸收管支架組裝一氣泡吸收管。
上述多參數空氣質量快速測定儀中，所述支架設孔洞套接進氣口和出氣口，所述支架的立板抵靠在殼體的側面，所述氣泡吸收管固定在氣泡吸收管支架中的固定孔處。
上述多參數空氣質量快速測定儀中，一吸收比色管通過一彈簧夾和氣泡吸收管連接在一起。
上述多參數空氣質量快速測定儀中，所述管道式氣體流量調節閥設一帶外螺紋的的調節旋鈕和一調節件，調節件有通過兩支撐板固定的兩連接板，在兩連接板之間有一可在兩支撐板上活動的調節板，調節旋鈕的桿部穿過連接板中間帶內螺紋的孔洞，底端與調節板連接，所述采樣泵的流量管穿設在連接板和調節板中間；流量調節閥的調節旋鈕的桿部設鎖緊旋鈕；流量調節閥的兩支撐板上設兩螺孔，通過該螺孔內螺紋與儀器機殼前面板固定。
上述多參數空氣質量快速測定儀中，氣泡吸收管的出氣口通過硅橡膠管連接到采樣泵進氣口，采樣泵連通流量計后連通出氣口。
上述多參數空氣質量快速測定儀中，所述比色池包括下部棱柱狀的比色池體、從上至下貫通的比色通道、以及置于比色池上部的比色池固定環，在比色池體一棱面設超高亮發光二極管光源，而在相對棱面水平相對處，設光電傳感器。
上述多參數空氣質量快速測定儀中，所述比色通道中裝設比色瓶，比色瓶上半部為圓柱體，下半部為長方體，長方體側面與比色池棱面上的發光二極管光源和光電傳感器相對應，所述比色瓶的外圍尺寸與所述比色通道的內部尺寸相匹配；比色瓶上設密封蓋，該密封蓋的下部設一突起，對應的在比色池體上部設有一卡口。
本發明多參數空氣質量快速測定儀的顯著特點是1、儀器以比色分析方法為基礎，使操作簡便，檢測結果直觀性好。
2、液晶時時顯示采樣氣體總量，人機交互式操作。
3、流量計顯示氣體采樣流量，操作簡單。
4、儀器中氣泡吸收管和吸收比色管采用可拆卸式彈簧夾連接，保證儀器操作簡便。
5、管道式氣體流量調節閥為流量計控制旋鈕，通過擠壓硅橡膠管來控制流量計流量。
6、體積小、重量輕、采樣、測量為一體化設計，使用方便。
本發明為檢測有毒有害氣體含量的快速檢測儀器。
圖1為本發明外部結構示意圖。
圖2為本發明流量計管結構示意圖。
圖3為本發明管道式氣體流量調節閥結構示意圖。
圖4為本發明氣泡吸收管支架結構示意圖。
圖5為本發明比色池結構示意圖。
具體實施方式本發明提供的多參數空氣質量快速測定儀包括一氣體樣品采集部分和一比色測定部分機殼、比色池固定環、氣泡吸收管、氣泡吸收管支架、吸收比色管、進氣口、出氣口以及置于機殼外表面的管道式氣體流量調節閥、液晶顯示模塊、流量計、多個按鍵、電源開關。置于機殼內部的氣體采樣泵、比色池、比色瓶、光源/單色器、光電檢測器、微處理器及相關電路系統。上述多參數空氣質量快速測定儀中，所述氣泡吸收管下端接吸收比色管，連接處為磨口連接。氣泡吸收管側面分支與進氣口連接，進氣口與機殼內部的氣體采樣泵相連通，氣體采樣泵排氣端與儀器外部出氣口相連。氣體采樣泵為吸氣工作方式，氣體采樣泵工作時，采樣氣體在此回路流通。所述吸收比色管，為外磨口玻璃管，管中裝有經前處理后的化學試劑，工作時，與采樣氣體反應。所述管道式氣體流量調節閥為流量計控制旋鈕，通過它來控制流量計流量。所述流量計為玻璃流量計，用它來校正采樣氣體流量，并由液晶時時顯示采樣氣體總量。
本發明提出的多參數空氣質量快速測定儀中，檢測裝置是基于被測樣品中待測物質與顯示劑反應生成有色化合物，此化合物對可見光選擇性吸收的原理而建立的比色分析裝置。比如空氣中甲醛檢測采用酚試劑比色法，空氣中氨檢測采用納氏試劑比色法，空氣中二氧化硫檢測采用鹽酸付玫瑰苯胺比色法，空氣中臭氧檢測采用靛藍二磺酸鈉比色法。本發明還適用于用比色法快速測定空氣中有毒有害化學品，包括疊氮酸和疊氮化鈉、甲醇、二異氰酸甲苯酯、氧化鎂、二月桂酸二丁基錫、殺螟松、硝化甘油、乙胺、鄰苯二甲酸酐、肼、一甲基肼、二甲基肼、鎢、三次甲基硝基胺、鉛、汞、氧化鋅、錳、鈹、甲醇、三氧化鉻、鉻酸鹽、重鉻酸鹽、硫化氫、二氧化氮碳、氯氣、氧化氮、氰化氫和氫氰酸鹽、三氧化二砷和五氧化二砷、砷化氫、五氧化二磷、磷化氫、酚、苯胺、氯化苦、一氧化碳、二氧化碳、總揮發性有機化合物(TVOC)、可吸入顆粒(PM10)、硝基苯、鉬、鎢和碳化鎢、五氧化二釩、鋯、氯化氫、一硝基氯苯、二硝基氯苯、吡啶、碘甲烷、光氣、樂果等。
其中，氣體樣品采集通過大氣采樣器和氣泡吸收管完成。
下面結合本發明的具體實施方式
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本發明的多參數空氣質量快速測定儀的具體實施方式
如圖1至圖5所示，本實施例中，參見圖1，在一機殼中，組裝有比色池1、采樣泵、以及分別連接比色池1和采樣泵的電路板和管線；機殼的前表面設置顯示測定結果的液晶顯示屏2、顯示采樣泵氣流量的流量計3、多個按鍵4、以及用以調節采樣泵流量的管道式氣體流量調節閥5；機殼側面設置有電源總開關6；機殼頂端設置有比色池1的通孔、采樣泵的出氣口12和進氣口11；機殼側邊，通過一氣泡吸收管支架9組裝一氣泡吸收管10，請結合圖4所示，所述支架9設孔洞64套接進氣口11、通過孔洞63套接出氣口12，由立板61抵靠在殼體的側面而固定，而氣泡吸收管10固定在氣泡吸收管支架9中的固定孔62處；另外，吸收比色管7通過一彈簧夾8和氣泡吸收管10連接在一起。
儀器中氣體采樣泵工作時，氣體采樣情況通過流量計3顯示出來，參見圖2為流量計3的示意圖，其中有一流量計浮子23和流量位置刻度線21、22，在標準采樣量時，浮子23應在刻度線21于22中間，流量計3的流速由管道式氣體流量調節閥5控制。如圖3所示，管道式氣體流量調節閥5設一帶外螺紋的的調節旋鈕31和一調節件，調節件有通過兩支撐板35固定的兩連接板33和36，在兩連接板33和36之間有一可在兩支撐板35上活動的調節板，調節旋鈕31的桿部穿過連接板33中間帶內螺紋的孔洞，底端與調節板34連接，將采樣泵上的硅橡膠管流量管在36與34中間通過，隨著調節旋鈕31的旋進與旋出，流量管的流量將隨著變化。流量調節閥5上，還在調節旋鈕31的桿部設鎖緊旋鈕32，當流量調整準確后，鎖緊32旋鈕，流量就確定下來。流量調節閥5的兩支撐板35上靠近連接板33處設兩螺孔37，通過該螺孔37內螺紋與儀器機殼前面板固定。
氣泡吸收管10的出氣口通過硅橡膠管連接到采樣泵進氣口11，采樣泵連通流量計3后連通出氣口12。
本發明中所用比色裝置參見圖5、5-1、和5-2。比色池1(參見圖5)包括下部棱柱狀的比色池體81、從上至下貫通的比色通道85、以及置于比色池81上部的比色池固定環83。在比色池體81一棱面設超高亮發光二極管光源86，而在相對棱面水平相對處，設集成光電傳感器82，超高亮發光二極管光源86既做光源又做單色器，隨著檢測物質的不同，選擇不同波長的超高亮發光二極管。它的生產廠家為日本的日亞和豐田公司，波長分別為360nm、370nm、380nm、390nm、400nm、405nm、408nm、410nm、412nm、420nm、430nm、440nm、450nm、460nm、470nm、480nm、490nm、500nm、510nm、520nm、530nm、540nm、550nm、560nm、570nm、580nm、590nm、600nm、610nm、620nm、630nm、640nm、650nm、660nm、830nm、860nm、910nm、925nm、940nm、950nm、960nm、980nm、1006nm、1025nm，亮度參數必須在1000mcd以上，可采用連續或脈沖方式供電；集成光電傳感器82用以響應來自光源86的光信號并將其轉換成電信號傳送給微處理器，集成光電傳感器82型號分別為TSL201、TSL202、TSL203、TSL204、TSL205、TSL206、TSL207、TSL208、TSL209、TSL230、TSL235、TSL245、TSL250、TSL251、TSL252、TSL253、TSK254、TSL255、TSL256、TSL257、TSL258、TSL259、TSL260，其主要參數即光譜響應為350～1000nm；微處理器為飛利浦公司生產，型號分別為P51、P52系列，檢測信號通過電路處理后，分析結果由液晶顯示出來。
該比色池1的比色池體81上端具有外螺紋，比色池固定環83具有內螺紋，比色池1從機殼上端穿出后用比色池固定環83螺緊從而使比色池1和儀器外殼鎖定。
比色系統中所用比色瓶88的結構由圖5-2示出，它的上半部881為圓柱體，下半部882為長方體，長方體882側面與比色池1側面82、86相對應。比色瓶插入比色池1的比色通道85中，比色通道85的內部尺寸與比色瓶外圍尺寸相配合。比色瓶88上可設密封蓋87(參見圖5-1)，該密封蓋87的下部設一突起871，對應的在比色池體81設有一卡口84(參見圖5)。測試中，將比色瓶88放在比色池1的比色通道5中，蓋上密封蓋87，此時，卡口84與密封蓋87的突起871配合鎖定，以防止比色瓶中的待測樣品被污染或不小心濺出。
以下結合具體操作來介紹本發明多參數空氣質量快速測定儀的使用方法。
將調試好的室內空氣質量快速測定儀放置在距地面0.5-1.5米高度(國標高度)，可以通過放在三腳架等方式來實現。將按檢測要求調配完畢的試劑注入吸收比色管7中，然后用彈簧夾8將吸收比色管7和氣泡吸收管10連接在一起，打開電源總開關6，啟動采樣泵，采集的氣體樣品進入吸收比色管7中，達到采樣要求后，將吸收比色管7取下，將采集到的樣品液體注入比色瓶88中。按檢測要求將顯色試劑注入比色瓶88中，然后將裝有空白溶液的比色瓶88放入比色池中按“調零鍵”，儀器顯示“0.000”，取下空白比色瓶，再將裝有樣品溶液的比色瓶放入比色池中，按“濃度鍵”，檢測結果通過液晶顯示出來。
權利要求
1.一種多參數空氣質量快速測定儀，其特征在于，在一機殼中，組裝有比色池、采樣泵、以及分別連接比色池和采樣泵的電路板和管線；所述機殼的前表面設置顯示測定結果的液晶顯示屏、顯示采樣泵氣流量的流量計、多個按鍵開關、以及用以調節采樣泵流量的管道式氣體流量調節閥；機殼側面設置有電源總開關；機殼頂端設置有比色池的通孔、采樣泵的出氣口和進氣口；機殼側邊，通過一氣泡吸收管支架組裝一氣泡吸收管。
2.如權利要求
1所述多參數空氣質量快速測定儀，其特征在于，所述支架設孔洞套接進氣口和出氣口，所述支架的立板抵靠在殼體的側面，所述氣泡吸收管固定在氣泡吸收管支架中的固定孔處。
3.如權利要求
1或2所述多參數空氣質量快速測定儀，其特征在于，一吸收比色管通過一彈簧夾和氣泡吸收管連接在一起。
4.如權利要求
1或2所述多參數空氣質量快速測定儀，其特征在于，所述管道式氣體流量調節閥設一帶外螺紋的的調節旋鈕和一調節件，調節件有通過兩支撐板固定的兩連接板，在兩連接板之間有一可在兩支撐板上活動的調節板，調節旋鈕的桿部穿過連接板中間帶內螺紋的孔洞，底端與調節板連接，所述采樣泵的流量管穿設在連接板和調節板中間；流量調節閥的調節旋鈕的桿部設鎖緊旋鈕；流量調節閥的兩支撐板上設兩螺孔，通過該螺孔內螺紋與儀器機殼前面板固定。
5.如權利要求
3所述多參數空氣質量快速測定儀，其特征在于，所述管道式氣體流量調節閥設一帶外螺紋的的調節旋鈕和一調節件，調節件有通過兩支撐板固定的兩連接板，在兩連接板之間有一可在兩支撐板上活動的調節板，調節旋鈕的桿部穿過連接板中間帶內螺紋的孔洞，底端與調節板連接，所述采樣泵的流量管穿設在連接板和調節板中間；流量調節閥的調節旋鈕的桿部設鎖緊旋鈕；流量調節閥的兩支撐板上設兩螺孔，通過該螺孔內螺紋與儀器機殼前面板固定。
6.如權利要求
1或2或5所述多參數空氣質量快速測定儀，其特征在于，氣泡吸收管的出氣口通過硅橡膠管連接到采樣泵進氣口，采樣泵連通流量計后連通出氣口。
7.如權利要求
3所述多參數空氣質量快速測定儀，其特征在于，氣泡吸收管的出氣口通過硅橡膠管連接到采樣泵進氣口，采樣泵連通流量計后連通出氣口。
8.如權利要求
4所述多參數空氣質量快速測定儀，其特征在于，氣泡吸收管的出氣口通過硅橡膠管連接到采樣泵進氣口，采樣泵連通流量計后連通出氣口。
9.如權利要求
1或2所述多參數空氣質量快速測定儀，其特征在于，所述比色池包括下部棱柱狀的比色池體、從上至下貫通的比色通道、以及置于比色池上部的比色池固定環，在比色池體一棱面設超高亮發光二極管光源，而在相對棱面水平相對處，設光電傳感器。
10.如權利要求
9所述多參數空氣質量快速測定儀，其特征在于，所述比色通道中裝設比色瓶，比色瓶上半部為圓柱體，下半部為長方體，長方體側面與比色池棱面上的發光二極管光源和光電傳感器相對應，所述比色瓶的外圍尺寸與所述比色通道的內部尺寸相匹配；比色瓶上設密封蓋，該密封蓋的下部設一突起，對應的在比色池體上部設有一卡口。
專利摘要
一種多參數空氣質量快速測定儀，它包括機殼、比色池固定環、氣泡吸收管、氣泡吸收管支架、吸收比色管、進氣口、出氣口以及置于機殼外表面的管道式氣體流量調節閥、液晶顯示模塊、流量計、多個按鍵、電源開關，置于機殼內部的氣體采樣泵、比色池、比色瓶、光源/單色器、光電檢測器、微處理器及相關電路系統。本發明可以快速采集及測定空氣中甲醛、氨、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、一氧化碳、二氧化碳、總揮發性有機化合物(TVOC)、可吸入顆粒PM10、硝基苯和廠礦企業生產車間及其作業場合空氣中的有毒有害氣體。
文檔編號G01N21/25GK1991337SQ200510132839
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日
發明者于愛民, 王振德 申請人:長春吉大·小天鵝儀器有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan